Newtonen legeak igogailu edo igogailu baten mugimendu zuzenari aplikatzeko adibidea

Newtonen legeak igogailu edo igogailu baten mugimendu zuzenari aplikatzeari buruzko 4 galdera adibide

1. 50 kg-ko masa duen pertsona bat igogailu batean dago. Grabitatearen azelerazioa = 10 m/s²Zehaztu igogailuaren zoruak pertsonari eragiten dion indar normalaren magnitudea, baldin eta:
(a) igogailu isila
(b) igogailua abiadura konstantean jaisten da
(c) igogailua 5 m/s-ko azelerazioarekin gorantz mugitzen da²
(d) igogailua 5 m/s-ko azelerazioarekin jaisten da²
(e) erorketa libreko igogailua
Eztabaida
Jakina da :
Pertsonaren masa (m) = 50 kg
Grabitatearen azelerazioa (g) = 10 m/s²
Pertsonaren pisua (w) = mg = (50)(10) = 500 Newton
Jawab :
(a) igogailu isila
Igogailua geldirik dago, ez dago azeleraziorik (a = 0) 
Gora zuzendutako indarra positiboa da, behera zuzendutakoa negatiboa.
(b) igogailua abiadura konstantean jaisten da
Igogailua abiadura konstantean mugitzen da, ez dago azeleraziorik (a = 0)
Gora zuzendutako indarra positiboa da, behera zuzendutakoa negatiboa.
(c) igogailua 5 m/s-ko azelerazioarekin gorantz mugitzen da²
Igogailua gorantz mugitzen da 5 m/s-ko azelerazioarekin (a)²
Igogailuaren mugimenduaren noranzko berean egiten duen indarra positiboa da, eta kontrako noranzkoan egiten duen indarra negatiboa.
N – w = ma
N = w + ma
N = 500 + (50)(5)
N = 500 + 250
N = 750 Newton
Indar normalaren magnitudea (N) pisuaren (w) berdina da, beraz, igogailua gora mugitzen denean, pertsonaren gorputza astunagoa sentitzen da. Beste era batera esanda, igogailua gora mugitzen denean, pertsonaren itxurazko pisua handiagoa da. Pertsona pisan baten gainean badago, igogailua gora mugitzen denean, pisanak pertsonaren masa handiagoa erakutsiko du.
(d) igogailua 5 m/s-ko azelerazioarekin jaisten da²
Igogailua 5 m/s-ko azelerazioarekin (a) jaisten da²
Igogailuaren mugimenduaren noranzko berean egiten duen indarra positiboa da, eta kontrako noranzkoan egiten duen indarra negatiboa.
w – N = ma
N = w – ma
N = 500 – (50)(5)
N = 500 – 250
N = 250 Newton
Igogailua jaisten doan heinean, pertsonaren gorputza arinagoa sentitzen da. Beste era batera esanda, igogailua jaisten doan heinean, pertsonaren itxurazko pisua handitzen da. Pertsona pisan baten gainean egongo balitz, igogailua jaisten doan heinean, pisanak masa txikiagoa erakutsiko luke.
(e) erorketa libreko igogailua
Erorketa libreko igogailu batek esan nahi du igogailua beherantz mugitzen dela, non igogailuaren azelerazioa (a) = grabitazio-azelerazioa (g). Adibidez, g = 10 m/s² orduan a = 10 m/s²
Igogailuaren mugimenduaren noranzko berean egiten duen indarra positiboa da, eta kontrako noranzkoan egiten duen indarra negatiboa.
w – N = ma
N = w – ma
N = 500 – (50)(10)
N = 500 – 500
N = 0
Igogailua erorketa librean dagoenean, pertsonaren itxurazko pisua zero da. Beste era batera esanda, pertsonak bere burua pisurik gabe hautemango luke. Pertsona balantza baten gainean egongo balitz, igogailua beherantz mugitzen den heinean, balantza bere masa zero dela adieraziko luke. Baldintza hau grabitaterik gabeko espazio batean egotearen antzekoa da.

2. Zehaztu 2000 kg-ko masa duen igogailuaren euskarri-kablearen gaineko tentsio-indarraren magnitudea, baldin eta:
(a) igogailu isila
(b) igogailua 5 m/s-ko azelerazioarekin jaisten da²
(c) igogailua 5 m/s-ko azelerazioarekin gorantz mugitzen da²
(d) erorketa libreko igogailua
Demagun grabitatearen azelerazioa (g) = 10 m/s dela²
Eztabaida
Jakina da :
Jasotze-masa (m) = 2000 kg
Grabitatearen azelerazioa (g) = 10 m/s²
Jasotze-pisua (w) = mg = (2000)(10) = 20.000 Newton
Jawab :
(a) igogailu isila
Igogailua geldirik dago, ez dago azeleraziorik (a = 0) 
Gora zuzendutako indarra positiboa da, behera zuzendutakoa negatiboa.
Igogailua geldirik dagoenean, sokaren gaineko tentsio-indarra (T) = igogailuaren pisua (w) = 20.000 Newton
(b) igogailua 5 m/s-ko azelerazioarekin jaisten da²
Igogailua 5 m/s-ko azelerazioarekin (a) jaisten da²
Igogailuaren mugimenduaren noranzko berean egiten duen indarra positiboa da, eta kontrako noranzkoan egiten duen indarra negatiboa.
w – T = ma
T = w – ma
T = 20.000 – (2000)(5)
T = 20.000 – 10.000
T = 10.000 Newton
Igogailua jaisten denean, sokaren gaineko tentsio-indarra (T) txikiagoa da igogailua geldirik dagoenean baino.
(c) igogailua 5 m/s-ko azelerazioarekin gorantz mugitzen da²
Igogailua gorantz mugitzen da 5 m/s-ko azelerazioarekin (a)²
Igogailuaren mugimenduaren noranzko berean egiten duen indarra positiboa da, eta kontrako noranzkoan egiten duen indarra negatiboa.
T – w = ma
T = w + ma
T = 20.000 + (2000)(5)
T = 20.000 + 10.000
T = 30.000 Newton
Igogailua gorantz mugitzen denean, sokaren gaineko tentsio-indarra (T) igogailua geldirik dagoenean baino handiagoa da.

(d) erorketa libreko igogailua
Erorketa libreko igogailu batek esan nahi du igogailua beherantz mugitzen dela, non igogailuaren azelerazioa (a) = grabitazio-azelerazioa (g). Adibidez, g = 10 m/s² orduan a = 10 m/s²
Igogailuaren mugimenduaren noranzko berean egiten duen indarra positiboa da, eta kontrako noranzkoan egiten duen indarra negatiboa.
w – T = ma
T = w – ma
T = 20.000 – (2000)(10)
T = 20.000 – 20.000
T = 0
Igogailu bat erorketa librean dagoenean, sokaren tentsioa (T) zero bihurtzen da. Sokaren tentsioa igogailuaren pisuaren berdina denez, sokaren tentsioa zero denean, igogailuaren pisua ere zero dela dirudi. Egoera hau antzekoa da objektu bat grabitazio-hutsean edo grabitazio-indarrik ez dagoen espazioan dagoenean gertatzen denarekin.

[Euskara: Newtonen mugimendu-legearen aplikazioa igogailu batean ]

3. 60 kg-ko masa duen pertsona bat igogailu batean dago, eta igogailu hori 3 ms ^-2 -ko azelerazioarekin beherantz mugitzen ari da . Grabitatearen azelerazioa 10 ms ^-2 bada , orduan igogailuaren zoruak pertsonari eragiten dion indar normalaren magnitudea hau da...

A. 180 I
B. 200 N
C. 340 I
D. 420 I
E. 600 I

Eztabaida
Jakina da:
Masa (m) = 60 kg
Pertsonaren eta igogailuaren azelerazioa (a) = 3 m/s²
Grabitatearen azelerazioa (g) = 10 m/s²

Grabitatea (w) = mg = (60)(10) = 600 Newton
Galdera: indar normala (N)
Erantzuna:

Bi indar eragiten diote igogailu batean dagoen pertsona bati, grabitatea (w) eta igogailuaren zoruak pertsonari eragiten dion indar normala (N). Hiru bektore-kantitate daude, grabitatea, indar normala eta igogailuaren azelerazioa, non grabitatea beherantz zuzenduta dagoen, indar normala gorantz zuzenduta dagoen eta igogailuaren azelerazioa beherantz zuzenduta dagoen. Beheranzko bektore-kantitateak zeinu positiboa izatea aukeratzen da eta goranzko bektore-kantitateak zeinu negatiboa izatea.

∑F = ma
w – N = (60)(3)
600 – N = 180
N = 600 – 180
N = 420 Newton
Erantzun zuzena D da.

4. 40 kg-ko masa duen Reza gora doan igogailu batean dago. Igogailuaren zoruak Rezaren oinetan duen indarra 520 N bada eta grabitatearen azelerazioa 10 ms ^-2 bada , orduan igogailuaren azelerazioa...

A. 1,0 ms^-2
B. 1,5 ms^-2
C. 2,0 ms^-2
D. 2,5 ms^-2
E. 3,0 ms^-2

Eztabaida
Jakina da:
Masa (m) = 40 kg
Indar normala (N) = 520 N
Grabitatearen azelerazioa (g) = 10 m/s²

Grabitate-indarra (w) = mg = (40)(10) = 400 N
Galdera: Igogailuaren azelerazioa
Erantzuna:
∑F = ma
400 – 520 = (40)(a)
-120 = (40)(a)
a = -120/40
a = -3 m/s²
Igogailuaren azelerazioa 3 m/s-koa da²Zeinu negatiboak igogailua gora doala esan nahi du.
E erantzun zuzena da.

Galderaren iturria:

Batxilergoko/Lanbide Heziketako Fisikako Galderak Azterketa Nazionalean